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Maintenance & Entreprise n°663

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Dossier : Le Centre-Ouest prêt pour la reprise

MAINTENANCE 4.0 GTB, GTC

MAINTENANCE 4.0 GTB, GTC ET EFFICIENCE ÉNERGÉTIQUE AVIS D’EXPERT Efficience Energétique et la Régulation et la GTB (ou BACS en anglais) : transformer l’essai avec la digitalisation ! Le but de cet article n’est pas de s’attarder beaucoup sur l’historique de l’industrie de la Régulation et GTB, mais juste d’évoquer des évènements majeurs qui, ironie de l’histoire, ont influencé, et presque sans nous rendre compte, continuent d’influencer notre quotidien. © DR Jean-Daniel Napar, Président BACnet France et Vice-président KNX France Le choc pétrolier de 1974 aura dû nous alerter. Pas seulement sur le prix du pétrole, mais aussi sur la pérennité de la ressource naturelle, ainsi que son influence sur l’environnement. Néanmoins, la réaction en France a été l’établissement d’une Réglementation Thermique qui fait la transition entre l’utilisation sans compter d’énergie primaire vers une utilisation moins gourmande et reliée au confort et à la santé. Pour l’industrie de la Régulation, les premiers régulateurs dédiés à l’efficience énergétique ont été développés à cette époque et l’évolution n’a jamais cessé et est même devenue exponentielle de nos jours. Le développement de la technologie a permis l’intégration de ces régulateurs DDC dans des systèmes de Gestion Technique des Bâtiments (GTB ou BACS). Désormais, tout s’accélère, et l’évolution des technologies, notamment les moyens informatiques récents, amène des solutions aux problématiques reliés aux bâtiments. Sans mettre un critère de valeur, plusieurs évolutions significatives doivent être signalées. En France, nous sommes en retard depuis « En France, nous sommes en retard depuis des décennies sur l’instrumentation du bâtiment. » des décennies sur l’instrumentation du bâtiment (prise d’information à travers des capteurs, ensuite organes de réglages pour tenir les consignes souhaitées, ainsi que des compteurs, etc.). L’innovation est venue avec l’utilisation des IoT (Internet of Things) pour la prise d’information (données), ce qui conduit à l’intégration systémique de ces nouveaux éléments dans la GTB. Une intégration systémique veut dire une intégration par conception des IoT dans la GTB, avec des conséquences parfois inattendues. Sans être exhaustif, il faut décrire les aspects suivants : • La capacité et la compatibilité de communication au niveau physique sur les réseaux sont clés. D’une part, ceci amène à passer d’un adressage IPv4 à IPv6 dans l’avenir proche et d’autre part, à privilégier l’utilisation de la communication sans fil pour la massification des rénovations énergétiques. Pour ce faire, la solution qui semble être la plus pertinente est celle du réseaux maillé Thread dont les annonces de certifications des produits Thread sont nombreuses et quotidiennes. • Une reconnaissance de l’utilisation des réseaux IP avec une convergence et une migration du parc installé vers cette solution. Ici, l’innovation est soutenue par les communités IPBlis (cf. QR-Code). • Les bus des communication standardisés ouverts les plus utilisés (ex. BACnet, KNX et LON) ont intégré les IoT et utilisent les réseaux des communication IP. Ce sont des avancées majeures qui permettent le « désilotage » des applications et des disciplines qui les ont adoptés. • Les applications de type Web Services sont dorénavant disponibles pour les IoT intégrés dans la GTB ou avec la GTB pour le développement de nouvelles applications 20 I MAINTENANCE & ENTREPRISE • N°663 • Août - Septembre - Octobre 2021

GTB, GTC ET EFFICIENCE ÉNERGÉTIQUE MAINTENANCE 4.0 (services). • La disponibilité des ontologies de type Haystack avec les protocoles standardisés ouverts permettent également de faire un pas de plus vers le monde dit ouvert de l’internet. Attention, cette ouverture de l’internet, souhaitée et souhaitable, doit être sécurisée par le cryptage et une mise en œuvre et une maintenance qui tiennent compte de ce nouveau besoin de sécurisation des données ! Un bon exemple pour adresser ce sujet sont les évolutions normatives BACnet/SC et KNX Secure. Mais pourquoi tous ces efforts et matière grise dépensés dans la Régulation et GTB ? Il faut juste réaffirmer le rôle de la Régulation et GTB : assurer le confort (tout type : température, humidité, CO2, …), la santé et productivité avec un minimum de consommation d’énergie et une réduction de l’empreinte carbone. Ce rôle a enfin été reconnu par la Directive Européenne de Performance Energétique adoptée en juin 2018 qui fait de la Régulation et GTB, un système technique de bâtiment à part entière et au même titre que ceux de chauffage, refroidissement, ventilation, eaux chaude sanitaire et éclairage. La transposition française de cette directive est le Décret BACS du 20 juillet 2020. Ce nouveau cadre réglementaire européen établit par la DPEB 2018 (historiquement la troisième version après celles de 2002 et 2010) donne aux bâtiments une vision en trois piliers équilibrés techniquement et économiquement pour assurer l’efficience énergétique : 1) L’enveloppe : une bonne isolation réduit le besoin d’énergie 2) Les Systèmes Techniques des Bâtiments performantes 3) La gestion (utilisation) de ces systèmes conformément aux usages souhaités. Ce troisième pilier fondamental est assuré par la Régulation et GTB ! Les moyens ci-dessous doivent générer la plus petite empreinte carbone possible. Et leur mise en perspective sur une durée de vie des bâtiments de 50 ans amène une analyse de cycle de vie et invite les constructeurs à participer par innovation à l’économie circulaire. « La meilleure énergie est celle qu’on ne consomme pas » ! Par ce slogan, l’Ademe rend compréhensible pour tout public l’enjeu de l’avenir : consommer selon la demande (le besoin) et selon l’utilisation du bâtiment (voir point 3 ci-dessus). Historiquement, presqu’un siècle, la préoccupation a été de surdimensionner la fourniture d’énergie aux bâtiments avec une vision très claire : indépendamment des saisons climatiques et de l’utilisation, il fallait que l’énergie fournie assure le fonctionnement sans se préoccuper du gaspillage d’énergie. • Pour changer le paradigme, il a fallu innover dans le processus de spécifications de construction des bâtiments. Dans les Réglementations Européennes et Françaises, ce renversement de conception a été acté avec la DPEB 2010 et la RT2012 respectivement. Ces réglementations s’appuient sur les standards issus du Mandat M/480 qui a permis le développement de la méthodologie de calcul de la performance énergétique des bâtiments (voir The Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) — EPB Standards — EPB Center | EPB Standards» -cf. QR-Code) Le garant de la mise en œuvre est le système technique de la Régulation et GTB : les régulateurs présents dans les pièces où se trouvent les émetteurs assurent l’atteinte des points de consigne, et ainsi transmettent cette information aux régulateurs de la distribution d’énergie qui soit commencent le stockage d’énergie et/ou arrêtent les générateurs d’énergie. Pour ce faire, il faut se référer à la classe B ou A de la norme M/480 pour les BACS, à savoir la norme NF EN 15232-1 :2017 qui donne les fonctions de ces classes. Les signaux énergétiques décrits ci-dessus sont transportés par les bus de communication standardisés ouverts du type BACnet, KNX et LON. Les innovations dans les processus de construction, qui s’appliqueront aux entreprises pour la mise en œuvre, continueront avec l’utilisation de la digitalisation, et en parallèle avec l’innovations dans les produits et les systèmes. Dans ce contexte, il s’agit premièrement des scénarii réglementaires et/ou innovants, par exemple, pour l’utilisation des énergies renouvelables. D’ailleurs, l’autoconsommation de l’énergie électrique des panneaux solaires pour les bâtiments qui en sont équipés est un scenario qui est aujourd’hui une réalité. « Le pas suivant dans l’innovation utilisant la digitalisation est de passer de scenarii aux optimisations. » Le pas suivant dans l’innovation utilisant la digitalisation est de passer de scenarii aux optimisations. Mais attention, une optimisation sans une définition du but à atteindre, et ses algorithmes pour la mise en œuvre, est un abus de langage. Il faut donc définir précisément les critères d’optimisation. Un autre processus qui va avoir une innovation à mettre en œuvre dans l’avenir est le processus de maintenance. En effet, on est en train de passer de la maintenance curative et préventive à une maintenance digitalisée (anticipative). Il est possible que ceci ne suffira pas. Dans les années à venir, il va falloir aussi mettre en œuvre un suivi du maintien de la performance énergétique des bâtiments ! Toutes ces évolutions contribuent à structurer et à renforcer l’apport de la digitalisation dans l’atteinte des objectifs de réduction de consommation énergétique et environnementale des bâtiments. Ainsi, l’approche standardisée des bâtiments, soutenue par l’industrie, se caractérise par l’évolution par conception des protocoles de communication standardisés ouverts. Pour éviter les contres performances, maitriser les coûts, et maintenir une confiance dans les solutions digitales, il est vital que l’ensemble du secteur continue à s’appuyer sur ces standards en constante évolution avec leurs compatibilité ascendante ● Jean-Daniel Napar MAINTENANCE & ENTREPRISE • N°663 • Août - Septembre - Octobre 2021 I 21

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